攀钢轨梁厂净环水系统低磷水质稳定剂研究

论文摘要

工业用水是水资源利用的主要方面,而循环冷却水又在工业用水总量中占较大份额。随着水资源的日益短缺,提高循环水的浓缩倍数以减少工业循环水用量,具有重大意义。但随浓缩倍数的提高,循环水系统结垢、腐蚀等问题也更为突出。使用磷系水质稳定剂进行处理是目前最为常用及有效的方法。由于磷是导致水体富营养化的主要因素,国家对于磷的排放有着严格的限定。因此,开发性能优良的低磷、无磷水质稳定剂已成为当今水质稳定剂发展的主要方向。本研究以攀钢轨梁厂净环水系统水质作为处理对象。在查阅相关文献以及对水质类型分析预测的基础上,通过单因素筛选试验,正交优化试验,研制出一种由聚环氧琥珀酸（PESA）、2-羟基膦基乙酸（HPAA）、马来酸—丙烯酸共聚物（MA/AA）、丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPS）、锌盐组成的低磷、环保、高效的复合配方——ZH-341。同时,考察了药剂浓度、水体中钙离子浓度、pH值和温度对复合配方缓蚀性能的影响。并分别考察了ZH-341和铜缓蚀剂BTA、非氧化杀生剂PS-901,氧化杀生剂PS-902之间的配伍性。此外、结合现场状况,对使用ZH-341的前景进行了预测分析。研究结果表明：复合配方ZH-341具有良好的缓蚀、阻垢性能,在试验条件下,50mg/L药剂可使碳钢的腐蚀速率降至0.1064mm/a,对碳酸钙的阻垢率达96.57%；水体中钙离子浓度是影响复合配方缓蚀性能的主要因素,当钙离子浓度不足100mg/L时,药剂缓蚀性能较差；药剂缓蚀性能在一定范围内随药剂浓度的增大而增强；水温在60℃以下时,升高水温有助于药剂对碳钢的缓蚀；pH值在7-9范围内变化对药剂缓蚀性能基本无影响；ZH-341和铜缓蚀剂BTA有较好的配伍性,向ZH-341中添加少量的BTA,不仅能有效控制铜的腐蚀速率,而且对碳钢的缓蚀有一定帮助；ZH-341可以和杀菌剂PS-901,PS-902配合使用,但高浓度PS-902对ZH-341的缓蚀性能有一定影响；ZH-341应该是一种混合吸附沉积膜型缓蚀剂。它对碳酸钙的阻垢作用经电子扫描电镜证明存在有晶格畸变作用,此外还可能有螯合作用和分散作用。对ZH-341现场使用前景的预测分析结果表明：尽管ZH-341的生产成本高于现场用药PS-206,但使用ZH-341每年所产生的药剂费用低于使用PS-206时所产生的费用。同时,ZH-341含磷量不足3%,且使用量少于PS-206,使用ZH-341能减少系统内因使用药剂而增加的磷浓度,使出水基本满足国家二级排放标准,对环境影响较小。因此,ZH-341比PS-206更加经济,也更为环保。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 循环冷却水系统的工艺过程及存在的问题
• 1.1.1 循环冷却水工艺
• 1.1.2 循环冷却水系统面临的问题
• 1.2 循环冷却水处理缓蚀、阻垢剂概述
• 1.2.1 缓蚀剂研究进展
• 1.2.2 阻垢剂研究进展
• 1.3 本论文研究的背景及意义
• 第二章 试验方案及测试技术方法
• 2.1 试验方案设计
• 2.1.1 研发方法的选择
• 2.1.2 研发技术路线
• 2.2 试验技术与测试方法
• 2.2.1 缓蚀性能的测定
• 2.2.2 阻垢性能的测定
• 第三章 试验水质及复配组分的筛选
• 3.1 试验用水水质分析
• 3.1.1 试验用水及水质判断的理论依据
• 3.1.2 试验用水水质理论分析
• 3.2 实验药剂选择及初试
• 3.2.1 初选药剂简介
• 3.2.2 初选药剂的缓蚀阻垢性能的测定
• 3.2.3 初选缓蚀剂协同效果的检测
• 3.3 缓蚀阻垢剂复配初试
• 第四章 复配组分的优化及缓蚀阻垢机理探讨
• 4.1 正交复配试验目的
• 4.2 复合配方的优化
• 4.2.1 配方浓度的拟定
• 4.2.2 正交复配试验
• 4.3 阻垢缓蚀机理探讨
• 4.3.1 复合药剂缓蚀机理分析
• 4.3.2 复合药剂阻垢机理分析
• 第五章 配方ZH-341相关性能的测定及分析
• 5.1 影响ZH-341缓蚀性能的因素分析
• 5.1.1 药剂浓度对缓蚀性能的影响
• 5.1.2 循环水pH值对缓蚀性能的影响
• 5.1.3 循环水钙离子含量对缓蚀性能的影响
• 5.1.4 循环水温度对缓蚀性能的影响
• 5.2 ZH-341对有色金属缓蚀性研究
• 5.3 ZH-341与杀菌剂配伍性研究
• 5.4 ZH-341与PS-206阻垢缓蚀性能比较
• 5.5 ZH-341经济性分析
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 存在的问题及建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文目录